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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024088106
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】制御システム、処理方法およびデータ中継プログラム
(51)【国際特許分類】
G06F 9/54 20060101AFI20240625BHJP
G05B 19/05 20060101ALI20240625BHJP
【ＦＩ】
G06F9/54 B
G05B19/05 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022203110
(22)【出願日】2022-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】稲本 修治
(72)【発明者】
【氏名】見置 孝昌
(72)【発明者】
【氏名】玉垣 裕
(72)【発明者】
【氏名】阪谷 信幸
【テーマコード（参考）】
5H220
【Ｆターム（参考）】
5H220AA05
5H220AA06
5H220BB18
5H220CC09
5H220CX09
5H220JJ12
5H220JJ34
(57)【要約】
【課題】予め定められた周期毎に実行されるプログラムと、予め定められた条件が成立する毎に実行されるプログラムとが混在する場合であっても、互いのプログラムの実行が制限されない仕組みを提供する。
【解決手段】制御システムは、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部と、データ通信に用いられる通信路と、第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部と、第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部とを含む。第２データ中継部は、第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを第１データ中継部に送信する。第１データ中継部は、第１処理実行部が第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、第２データ中継部からのデータを格納する。
【選択図】図６
【解決手段】制御システムは、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部と、データ通信に用いられる通信路と、第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部と、第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部とを含む。第２データ中継部は、第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを第１データ中継部に送信する。第１データ中継部は、第１処理実行部が第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、第２データ中継部からのデータを格納する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と、
第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部と、
データ通信に用いられる通信路と、
前記第１処理実行部と前記通信路との間に配置された第１データ中継部と、
前記第２処理実行部と前記通信路との間に配置された第２データ中継部とを備え、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１データ中継部に送信し、
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納する、制御システム。
第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部と、
データ通信に用いられる通信路と、
前記第１処理実行部と前記通信路との間に配置された第１データ中継部と、
前記第２処理実行部と前記通信路との間に配置された第２データ中継部とを備え、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１データ中継部に送信し、
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納する、制御システム。
【請求項2】
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第２データ中継部に送信し、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が前記第１データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第１データ中継部からのデータを格納する、請求項１に記載の制御システム。
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が前記第１データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第１データ中継部からのデータを格納する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項3】
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記第１処理実行部が出力するデータを格納するための第１メッセージキューと、前記第２処理実行部が出力するデータを格納するための第２メッセージキューとを含む、請求項２に記載の制御システム。
【請求項4】
前記第１データ中継部は、前記第１メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第２データ中継部の前記第１メッセージキューに反映し、
前記第２データ中継部は、前記第２メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第１データ中継部の前記第２メッセージキューに反映する、請求項３に記載の制御システム。
前記第２データ中継部は、前記第２メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第１データ中継部の前記第２メッセージキューに反映する、請求項３に記載の制御システム。
【請求項5】
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、通信ミドルウェアである、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項6】
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記通信路を介したデータ通信を担当するドライバを利用する、請求項５に記載の制御システム。
【請求項7】
前記第１処理実行部および前記第２処理実行部は、単一の制御装置に含まれる、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項8】
前記第１処理実行部は、第１制御装置に含まれ、
前記第２処理実行部は、第２制御装置に含まれる、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
前記第２処理実行部は、第２制御装置に含まれる、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項9】
第１処理実行部が、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行するステップと、
第２処理実行部が、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行するステップと、
前記第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部が、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部に送信するステップと、
前記第１データ中継部が、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納するステップとを備える、処理方法。
第２処理実行部が、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行するステップと、
前記第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部が、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部に送信するステップと、
前記第１データ中継部が、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納するステップとを備える、処理方法。
【請求項10】
コンピュータに、
第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部との間のデータ通信に用いられる通信路、に接続されたデータ中継部を構成するステップと、
前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップと、
前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記他のデータ中継部に送信するステップとを実行させる、データ中継プログラム。
第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部との間のデータ通信に用いられる通信路、に接続されたデータ中継部を構成するステップと、
前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップと、
前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記他のデータ中継部に送信するステップとを実行させる、データ中継プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御システム、処理方法およびデータ中継プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
産業オートメーションの分野において、産業システムの制御を担当するＯＴ（Operational Technology）と、情報システムを担当するＩＴ（Information Technology）とを連携させる取組が活発化している。例えば、制御装置が収集したデータをＡＩ（Artificial Intelligence）などを用いて解析するようなことが想定されている。
【0003】
特開２０１９－１５９８８２号公報（特許文献１）は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）と、ＨＭＩとしてのプログラマブル表示器とを備えて、機械や設備等の制御対象の動作を制御するＩＰＣ（産業用ＰＣ）システムを開示する。
【0004】
特表２０２１－５２３４９４号公報（特許文献２）は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）デバイスを産業用ＰＣ（ＩＰＣ）として用いる構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－１５９８８２号公報
【特許文献2】特表２０２１－５２３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ＯＴによる産業システムの制御は、予め定められた周期毎に処理が実行される時間駆動の方式が採用される傾向にある（例えば、一定周期で実行されるシーケンス制御など）。これに対して、ＩＴによる情報処理は、特定のイベントが発生することで処理が実行されるイベント駆動の方式が採用される傾向にある。
【0007】
時間駆動プログラムとイベント駆動プログラムとが混在している場合には、プログラム間でやり取りされるデータに不整合が生じる可能性があり、いずれかのプログラムが意図通りに動作しない可能性もある。そのため、時間駆動プログラムとイベント駆動プログラムとを互いに連携して実行させる必要がある。
【0008】
また、データを整合させるためのプログラムを追加する、あるいは、データのやり取りに関連するプログラムを改修するといった対策をとることもできる。但し、このような対策をとった場合には、保守性および移植性などが低下し得る。
【0009】
本発明は、予め定められた周期毎に実行されるプログラムと、予め定められた条件が成立する毎に実行されるプログラムとが混在する場合であっても、互いのプログラムの実行が制限されない仕組みを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のある局面に従う制御システムは、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部と、データ通信に用いられる通信路と、第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部と、第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部とを含む。第２データ中継部は、第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを第１データ中継部に送信する。第１データ中継部は、第１処理実行部が第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、第２データ中継部からのデータを格納する。
【0011】
この構成によれば、第２処理実行部は、処理の実行結果を反映したデータを第２データ中継部に出力すれば、次の処理を開始できる。そのため、第１処理実行部による周期毎の実行に律速されることなく、第２処理実行部が第２プログラムを実行できる。
【0012】
第１データ中継部は、第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを第２データ中継部に送信してもよい。第２データ中継部は、第２処理実行部が第１データ中継部からのデータにアクセスできるように、第１データ中継部からのデータを格納してもよい。この構成によれば、第１処理実行部は、処理の実行結果を反映したデータを第１データ中継部に出力すれば、処理を完了できる。そのため、第１処理実行部と第２処理実行部との間の律速を低減できる。
【0013】
第１データ中継部および第２データ中継部の各々は、第１処理実行部が出力するデータを格納するための第１メッセージキューと、第２処理実行部が出力するデータを格納するための第２メッセージキューとを含んでもよい。この構成によれば、第１処理実行部が出力するデータおよび第２処理実行部が出力するデータをそれぞれ独立に取り扱うことができる。
【0014】
第１データ中継部は、第１メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを第２データ中継部の第１メッセージキューに反映してもよい。第２データ中継部は、第２メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを第１データ中継部の第２メッセージキューに反映してもよい。この構成によれば、第１データ中継部と第２データ中継部との間で、第１メッセージキューおよび第２メッセージキューに格納されるデータを同期させることができる。
【0015】
第１データ中継部および第２データ中継部の各々は、通信ミドルウェアであってもよい。この構成によれば、第１処理実行部および第２処理実行部から見ると、通常のデータ通信の手続きに見えるので、特別な処理を追加する必要がない。
【0016】
第１データ中継部および第２データ中継部の各々は、通信路を介したデータ通信を担当するドライバを利用してもよい。この構成によれば、第１データ中継部および第２データ中継部は、通信路に特有の処理はドライバに任せることができるので、汎用性を高めることができる。
【0017】
第１処理実行部および第２処理実行部は、単一の制御装置に含まれてもよい。この構成によれば、第１処理実行部および第２処理実行部の両方を含む制御装置においても、第１処理実行部による周期毎の実行に律速されることなく、第２処理実行部が第２プログラムを実行できる。
【0018】
第１処理実行部は、第１制御装置に含まれてもよい。第２処理実行部は、第２制御装置に含まれてもよい。この構成によれば、複数の制御装置で構成される場合であっても、第１処理実行部による周期毎の実行に律速されることなく、第２処理実行部が第２プログラムを実行できる。
【0019】
本発明の別の局面に従う処理方法は、第１処理実行部が、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行するステップと、第２処理実行部が、第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行するステップと、第２処理実行部と通信路との間に配置された第２データ中継部が、第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部に送信するステップと、第１データ中継部が、第１処理実行部が第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、第２データ中継部からのデータを格納するステップとを含む。
【0020】
本発明のさらに別の局面に従うデータ中継プログラムは、コンピュータに、第１プログラムを予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部と第２プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部との間のデータ通信に用いられる通信路、に接続されたデータ中継部を構成するステップと、第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップと、第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、予め定められた周期毎に実行されるプログラムと、予め定められた条件が成立する毎に実行されるプログラムとが混在する場合であっても、互いのプログラムの実行が制限されない仕組みを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本実施の形態に従う産業システムの全体構成例を示す模式図である。
【図2】本実施の形態に従う制御装置のハードウェア構成例を示す模式図である。
【図3】本実施の形態に従う制御装置の機能構成例を示す模式図である。
【図4】時間駆動タスクとイベント駆動タスクとを並列的に実行する場合の処理例を示す。
【図6】本実施の形態に従う制御装置におけるタスク実行の処理例を示す。
【図7】本実施の形態に従う制御装置を含む産業システムの一例を示す模式図である。
【図8】本実施の形態に従う制御システムの別の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0024】
＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。
【0025】
図１は、本実施の形態に従う産業システム１の全体構成例を示す模式図である。図１を参照して、産業システム１は、１または複数の時間駆動プログラムおよび１または複数のイベント駆動プログラムを実行する制御装置１００を含む。以下の説明においては、時間駆動プログラムを実行する処理を「時間駆動タスク１５０」と称し、イベント駆動プログラムを実行する処理を「イベント駆動タスク１６０」とも称す。
【0026】
時間駆動タスク１５０は、１または複数の時間駆動プログラムを予め定められた周期毎に実行される処理を包含する。時間駆動タスク１５０が複数存在することもあり、複数の時間駆動タスク１５０の実行周期は、互いに異なっていてもよい。また、「タスク」との名称にかかわらず、時間駆動タスク１５０において実行されるプログラムの内容は限定されない。
【0027】
イベント駆動タスク１６０は、１または複数のイベント駆動プログラムを予め定められた条件が成立する毎に実行される処理を包含する。イベント駆動タスク１６０が複数存在することもあり、複数のイベント駆動タスク１６０を実行するための条件は、互いに異なっていてもよい。予め定められた条件は、例えば、予め定められたイベントの発生を含む。また、「タスク」との名称にかかわらず、イベント駆動タスク１６０において実行されるプログラムの内容は限定されない。
【0028】
制御装置１００は、時間駆動タスク１５０とイベント駆動タスク１６０との間のデータ通信を仲介するデータ中継部１７０を含む。データ中継部１７０は、時間駆動タスク１５０とイベント駆動タスク１６０との間で、処理の実行タイミングが異なっていることに起因する影響を低減する。データ中継部１７０の詳細については後述する。
【0029】
制御装置１００は、例えば、産業用ＰＣ（Industrial Personal Computer）などのコンピュータである。制御装置１００は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であってもよい。
【0030】
制御装置１００は、産業用ネットワーク２を介して、産業システムを構成するデバイス群１０と接続される。産業用ネットワーク２は、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などの産業用の通信プロトコルが採用されてもよい。
【0031】
デバイス群１０は、各種情報を収集して制御装置１００に送信するデバイスと、制御装置１００からの指令に従って動作するデバイスとを含む。
【0032】
デバイス群１０は、例えば、リモートＩ／Ｏ（Input/Output）装置１２と、リレー群１４と、サーボドライバ１６およびサーボモータ１８と、ロボット２０と、カメラ２２とを含む。
【0033】
リモートＩ／Ｏ装置１２およびリレー群１４は、産業システムに含まれるセンサなどからの信号を収集して制御装置１００に送信し、制御装置１００からの指令に従って、産業システムに含まれるアクチュエータなどに信号を与える。
【0034】
サーボドライバ１６は、制御装置１００からの指令に従って、サーボモータ１８を駆動する。サーボドライバ１６は、サーボモータ１８の駆動状態などを示す情報を制御装置１００に送信する。
【0035】
ロボット２０は、制御装置１００からの指令に従って動作する。ロボット２０は、例えば、多関節ロボット、スカラーロボット、モバイルロボットなどである。
【0036】
カメラ２２は、制御装置１００からの指令に従って、または、予め定められた条件が成立すると、撮像した画像を制御装置１００などに送信する。
【0037】
＜Ｂ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に従う制御装置１００のハードウェア構成例について説明する。
次に、本実施の形態に従う制御装置１００のハードウェア構成例について説明する。
【0038】
図２は、本実施の形態に従う制御装置１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図２を参照して、制御装置１００は、１または複数のプロセッサ１０２と、主記憶装置１０４と、入力部１０６と、出力部１０８と、ネットワークコントローラ１１０，１１２と、ストレージ１２０とを含む。
【0039】
プロセッサ１０２は、時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０を含む各種処理を実行する演算処理部に相当する。プロセッサ１０２は、ストレージ１２０に格納されたプログラムを読み出して、主記憶装置１０４に展開して実行することで、後述するような処理を実現する。プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成される。
【0040】
主記憶装置１０４は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置で構成される。
【0041】
入力部１０６は、マウス、キーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。出力部１０８は、ディスプレイインターフェイス、ディスプレイ、スピーカなどで構成され、プロセッサ１０２からの処理結果などを出力する。
【0042】
ネットワークコントローラ１１０は、図示しない上位ネットワークを介したデータ送受信を担当する。ネットワークコントローラ１１２は、産業用ネットワーク２を介したデバイス群１０とのデータ送受信を担当する。
【0043】
ストレージ１２０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置で構成される。ストレージ１２０には、例えば、１または複数のＯＳ（Operating System）１２１と、ハイパーバイザプログラム１２２と、デプロイマネジャプログラム１２３と、時間駆動プログラム１２５と、イベント駆動プログラム１２６と、データ中継プログラム１２７とが格納される。
【0044】
ハイパーバイザプログラム１２２は、ハイパーバイザを構成するための命令を含む。ハイパーバイザは、複数のＯＳ１２１が並行して実行できる仮想環境を提供する。
【0045】
デプロイマネジャプログラム１２３は、プログラムを仮想環境上に展開する。
時間駆動プログラム１２５は、時間駆動タスク１５０に対応するプログラムである。
時間駆動プログラム１２５は、時間駆動タスク１５０に対応するプログラムである。
【0046】
イベント駆動プログラム１２６は、イベント駆動タスク１６０に対応するプログラムである。
【0047】
データ中継プログラム１２７は、データ中継部１７０を構成するための命令を含む。すなわち、データ中継プログラム１２７は、データ中継部１７０を構成するための命令を含む。
【0048】
図２には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な機能を提供する構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。
【0049】
＜Ｃ．機能構成例＞
次に、本実施の形態に従う制御装置１００の機能構成例について説明する。
次に、本実施の形態に従う制御装置１００の機能構成例について説明する。
【0050】
【0051】
図３を参照して、制御装置１００は、ハイパーバイザ１８０と、第１制御部１３０と、第２制御部１４０とを含む。
【0052】
ハイパーバイザ１８０は、制御装置１００において利用可能なハードウェアリソースを第１制御部１３０および第２制御部１４０に提供する。ハイパーバイザ１８０は、第１制御部１３０と第２制御部１４０との間のデータ通信に用いられる仮想内部バス１８２を有している。仮想内部バス１８２は、データ通信を担当する通信路の一例である。
【0053】
第１制御部１３０は、第１処理実行部１３２と、ＯＳ１２１と、時間駆動プログラム１２５と、データ中継部１７０－１と、インターフェイス１７３，１７４とを含む。
【0054】
第１処理実行部１３２は、１または複数の時間駆動プログラム１２５を予め定められた周期毎に実行する。
【0055】
ＯＳ１２１は、第１処理実行部１３２が時間駆動プログラム１２５を実行するための環境を提供する。ＯＳ１２１は、仮想内部バス１８２を介したデータ通信を行うためのドライバ１２４を有している。
【0056】
データ中継部１７０－１は、第１処理実行部１３２と仮想内部バス１８２との間に配置されている。データ中継部１７０－１は、通信ミドルウェアであってもよい。データ中継部１７０－１は、仮想内部バス１８２を介したデータ通信を担当するドライバ１２４を利用するように構成されてもよい。
【0057】
データ中継部１７０－１は、時間駆動用のメッセージキュー１７１と、イベント駆動用のメッセージキュー１７２とを含む。メッセージキュー１７１，１７２は、一種のバッファメモリである。
【0058】
インターフェイス１７３，１７４は、データ中継部１７０－１によるドライバ１２４へのアクセスを仲介する。インターフェイス１７３は、時間駆動用のメッセージキュー１７１に格納されるデータを担当し、インターフェイス１７４は、イベント駆動用のメッセージキュー１７２に関連するデータを担当する。
【0059】
第２制御部１４０は、第２処理実行部１４２と、ＯＳ１２１と、データ中継部１７０－２と、インターフェイス１７３，１７４と、イベント駆動プログラム１２６とを含む。
【0060】
第２処理実行部１４２は、１または複数のイベント駆動プログラム１２６を予め定められた条件が成立する毎に実行する。
【0061】
ＯＳ１２１は、第２処理実行部１４２がイベント駆動プログラム１２６を実行するための環境を提供する。ＯＳ１２１は、仮想内部バス１８２を介したデータ通信を行うためのドライバ１２４を有している。
【0062】
データ中継部１７０－２は、第２処理実行部１４２と仮想内部バス１８２との間に配置されている。データ中継部１７０－２は、通信ミドルウェアであってもよい。データ中継部１７０－２は、仮想内部バス１８２を介したデータ通信を担当するドライバ１２４を利用するように構成されてもよい。
【0063】
データ中継部１７０－２は、時間駆動用のメッセージキュー１７１と、イベント駆動用のメッセージキュー１７２とを含む。メッセージキュー１７１，１７２は、一種のバッファメモリである。
【0064】
インターフェイス１７３，１７４は、データ中継部１７０－２によるドライバ１２４へのアクセスを仲介する。インターフェイス１７３は、時間駆動用のメッセージキュー１７１に格納されるデータを担当し、インターフェイス１７４は、イベント駆動用のメッセージキュー１７２に関連するデータを担当する。
【0065】
図３に示す構成例においては、第１処理実行部１３２および第２処理実行部１４２が単一の制御装置１００に含まれている。
【0066】
＜Ｄ．課題および解決手段＞
次に、本実施の形態に従う制御装置１００が解決する課題および解決手段について説明する。
次に、本実施の形態に従う制御装置１００が解決する課題および解決手段について説明する。
【0067】
図４は、時間駆動タスク１５０とイベント駆動タスク１６０とを並列的に実行する場合の処理例を示す。図４に示す例では、時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０は、共通のハードウェアリソースを利用して実行される。時間駆動タスク１５０は、最も高い優先度で実行される。イベント駆動タスク１６０は、時間駆動タスク１５０が発生するイベントに応じて、時間駆動タスク１５０が実行されていない時間に実行されるとする。
【0068】
図４を参照して、時間駆動タスク１５０は、周期Ｔ毎に繰り返し実行される。時間駆動タスク１５０は、演算処理１５１と、出力処理１５２と、入力処理１５３とを含む。
【0069】
出力処理１５２は、直前の演算処理１５１において算出された結果（値）を出力する処理である。入力処理１５３は、演算処理１５１に必要な入力値を取り込む処理である。
【0070】
演算処理１５１は、予め定められた命令の実行、命令の実行により得られた結果（Ｖ１，Ｖ２，・・・）の算出、イベントの発生などを含む。
【0071】
イベント駆動タスク１６０は、時間駆動タスク１５０が発生したイベントに応じて、処理を開始する。イベント駆動タスク１６０の実行後に算出または生成される結果は、時間駆動タスク１５０に出力される。なお、時間駆動タスク１５０が発生イベントに応じて、イベント駆動タスク１６０が処理を開始した後、次の周期で時間駆動タスク１５０の実行が開始されると、イベント駆動タスク１６０の実行は一旦休止となる。このように、処理は優先度に応じて実行される。そのため、イベント駆動タスク１６０を任意のタイミングで開始することが難しい。
【0072】
図５は、図４に示す処理例において生じ得る課題を示す図である。図５を参照して、イベント駆動タスク１６０の開始は、時間駆動タスク１５０がイベントを発生するタイミングに依存するが、処理内容によっては、イベント駆動タスク１６０を任意のタイミングで開始したいというニーズが存在する（符号５０）。
【0073】
また、イベント駆動タスク１６０から出力される結果は、入力処理１５３により時間駆動タスク１５０に取り込まれることになる。そのため、イベント駆動タスク１６０は、新たな結果を出力する場合には、時間駆動タスク１５０が少なくとも１回実行されるまで待たなければならない。例えば、時間駆動タスク１５０の周期が１２５μｓであるとすると、イベント駆動タスク１６０の開始は最大で１２５μｓ遅延する可能性がある。
【0074】
処理内容によっては、時間駆動タスク１５０が実行される前に、次のイベント駆動タスク１６０を開始したいというニーズが存在する（符号５２）。すなわち、イベント駆動タスク１６０をより高速および／またはより高頻度に実行したいというニーズが存在する（符号５４）。
【0075】
この場合、イベント駆動タスク１６０の実行毎に出力される結果が時間駆動タスク１５０に取り込まれないという課題が生じ得る（符号５６）。すなわち、イベント駆動タスク１６０の実行頻度は、時間駆動タスク１５０の１周期の長さに律速されることになる。
【0076】
本実施の形態に従う制御装置１００は、イベント駆動タスク１６０を任意のタイミングで開始できる。この結果、主として産業システムの制御を担当する時間駆動タスク１５０と非同期で、イベント駆動タスク１６０を実行できる。すなわち、時間駆動タスク１５０に律速されることなく、イベント駆動タスク１６０を開始できる。
【0077】
このような構成を採用することで、時間駆動タスク１５０の周期とイベント駆動タスク１６０の開始タイミングとを疎結合にできる。これによって、時間駆動タスク１５０の周期に依存せず、イベント駆動タスク１６０の開始タイミングを自由に設定できる。
【0078】
図６は、本実施の形態に従う制御装置１００におけるタスク実行の処理例を示す。図６を参照して、制御装置１００は、時間駆動タスク１５０に関連付けられたデータ中継部１７０－１と、イベント駆動タスク１６０に関連付けられたデータ中継部１７０－２とを含む。データ中継部１７０－１およびデータ中継部１７０－２は、インターフェイス１７３，１７４と、ドライバ１２４と、仮想内部バス１８２とを介して（いずれも図３参照）、データ通信できるようになっている。
【0079】
例えば、時間駆動タスク１５０の出力処理１５２により何らかの結果（値）が出力されると、出力された結果は、データ中継部１７０－１の時間駆動用のメッセージキュー１７１に格納される（符号７２）。そして、データ中継部１７０－１とデータ中継部１７０－２との間のデータ通信により、データ中継部１７０－１のメッセージキュー１７１に格納された結果がデータ中継部１７０－２のメッセージキュー１７１にも格納される（符号７４）。イベント駆動タスク１６０は、データ中継部１７０－２のメッセージキュー１７１にアクセスすることで、時間駆動タスク１５０が出力した結果を利用できる（符号７６）。
【0080】
すなわち、データ中継部１７０－１は、時間駆動プログラム１２５を実行する第１処理実行部１３２が出力するデータを受け取り（符号７２）、当該受け取ったデータをデータ中継部１７０－２に送信する（符号７４）。データ中継部１７０－２は、イベント駆動プログラム１２６を実行する第２処理実行部１４２がデータ中継部１７０－１からのデータにアクセスできるように、データ中継部１７０－１からのデータをメッセージキュー１７１に格納する。
【0081】
一方、イベント駆動タスク１６０は、時間駆動タスク１５０が発生するイベントではなく、任意の方法で発生するイベント６０に応じて開始する。イベント６０は、時間駆動タスク１５０から独立したイベントトリガであり、任意のディスパッチャが発生してもよい。そのため、イベント駆動タスク１６０を任意のタイミングで開始できる。
【0082】
イベント駆動タスク１６０の実行後に出力された結果は、データ中継部１７０－１のイベント駆動用のメッセージキュー１７２に格納される（符号８２）。そして、データ中継部１７０－２とデータ中継部１７０－１とのデータ通信により、データ中継部１７０－２のメッセージキュー１７２に格納された結果がデータ中継部１７０－２のメッセージキュー１７２にも格納される（符号８４）。時間駆動タスク１５０は、データ中継部１７０－１のメッセージキュー１７２にアクセスすることで、イベント駆動タスク１６０が出力した結果を利用できる（符号８６）。
【0083】
すなわち、データ中継部１７０－２は、イベント駆動プログラム１２６を実行する第２処理実行部１４２が出力するデータを受け取り（符号８２）、当該受け取ったデータをデータ中継部１７０－１に送信する（符号８４）。データ中継部１７０－１は、時間駆動プログラム１２５を実行する第１処理実行部１３２がデータ中継部１７０－２からのデータにアクセスできるように（符号８６）、データ中継部１７０－２からのデータをメッセージキュー１７２に格納する。
【0084】
イベント駆動タスク１６０は、時間駆動タスク１５０が結果を取り込むまで待つ必要はなく、任意のタイミングで処理を完了できる。また、時間駆動タスク１５０は、イベント駆動タスク１６０が出力した結果を任意のタイミングで取り込むことができる。
【0085】
この結果、イベント駆動タスク１６０をより高速および／またはより高頻度に実行できる（符号５４）。この場合、イベント駆動タスク１６０の実行毎に出力される結果は、データ中継部１７０－２のメッセージキュー１７２に順次格納され、続いて、データ中継部１７０－１のメッセージキュー１７２にも順次格納される。
【0086】
イベント駆動タスク１６０の実行頻度に応じて、メッセージキュー１７２のデータサイズ（バッファ容量）を設計することで、時間駆動タスク１５０は、イベント駆動タスク１６０が出力した結果の全部または一部を任意に取り込むことができる（符号５６および符号８６）。
【0087】
上述したように、データ中継部１７０－１，１７０－２の各々が有しているメッセージキュー１７１には、第１処理実行部１３２が出力するデータが格納される。一方、データ中継部１７０－１，１７０－２の各々が有しているメッセージキュー１７２には、第２処理実行部１４２が出力するデータが格納される。そして、データ中継部１７０－１は、メッセージキュー１７１にデータが格納されると、当該格納されたデータをデータ中継部１７０－２のメッセージキュー１７１に反映する（符号７４）。同様に、データ中継部１７０－２は、メッセージキュー１７２にデータが格納されると、当該格納されたデータをデータ中継部１７０－１のメッセージキュー１７２に反映する（符号８４）。
【0088】
図６に示すように、制御装置１００によれば、時間駆動タスク１５０とイベント駆動タスク１６０との間のデータ通信を疎結合にできる。これによって、イベント駆動タスク１６０は、時間駆動タスク１５０の実行タイミングなどに律速されることなく実行できる。
【0089】
また、制御装置１００によれば、時間駆動プログラム１２５（主として、産業システムの制御）とイベント駆動プログラム１２６（主として、情報システム）とを共存および連係できる。
【0090】
＜Ｅ．産業システムの一例＞
次に、本実施の形態に従う制御装置１００を含む産業システム１の一例について説明する。
次に、本実施の形態に従う制御装置１００を含む産業システム１の一例について説明する。
【0091】
図７は、本実施の形態に従う制御装置１００を含む産業システム１の一例を示す模式図である。図７を参照して、産業システム１は、ワーク６を搬送するコンベア４を含む。カメラ２２が搬送されるワーク６を撮像し、撮像した画像に基づいてワーク６の座標（位置）が算出される。なお、撮像時には、フラッシュ２４によりワーク６が照明される。ロボット２０は、算出された座標に基づいて、ワーク６をピックする。
【0092】
図７に示す構成例においては、第１制御部１３０が実行する時間駆動タスク１５０がロボット２０の制御を担当し、第２制御部１４０が実行するイベント駆動タスク１６０がカメラ２２およびフラッシュ２４の制御を担当する。
【0093】
例えば、イベント駆動タスク１６０は、フラッシュ２４の点灯、点灯から所定時間後にカメラ２２による撮像、撮像した画像の画像処理（ワーク６の座標を算出）などの処理を含む。時間駆動タスク１５０は、ロボット２０のハンド位置の制御、ロボット２０が移動するパスの算出、ロボット２０のアーム位置の制御といった処理を含む。
【0094】
本実施の形態に従う制御装置１００は、時間駆動タスク１５０の実行周期に律速されることなく、イベント駆動タスク１６０を実行できる。その結果、時間駆動タスク１５０の実行周期より短い時間でワーク６を撮像することが可能となる。ワーク６をより頻繁に撮像することで、ワーク６の座標をより正確に算出でき、制御精度を高めることができる。
【0095】
このとき、イベント駆動タスク１６０が算出するワーク６の座標は、データ中継部１７０に出力される。時間駆動タスク１５０は、データ中継部１７０が保持する座標を任意のタイミングで取り込む。
【0096】
＜Ｆ．変形例＞
上述の説明においては、単一の制御装置１００が時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０を実行する構成例を説明した（図３参照）。時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０をそれぞれ別の制御装置１００が実行するようにしてもよい。
上述の説明においては、単一の制御装置１００が時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０を実行する構成例を説明した（図３参照）。時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０をそれぞれ別の制御装置１００が実行するようにしてもよい。
【0097】
図８は、本実施の形態に従う制御システムの別の構成例を示す模式図である。図８を参照して、制御システムは、時間駆動タスク１５０を実行する制御装置１００－１と、イベント駆動タスク１６０を実行する制御装置１００－２とを含む。制御装置１００－１と制御装置１００－２とは、産業用ネットワーク２を介して接続されている。
【0098】
制御装置１００－１の機能構成は、図３に示す第１制御部１３０と同様であり、制御装置１００－２の機能構成は、図３に示す第２制御部１４０と同様である。図８に示す構成例においては、第１処理実行部１３２は、制御装置１００－１に含まれ、第２処理実行部１４２は、制御装置１００－２に含まれる。
【0099】
さらに、図３および図８に示す構成例に限らず、時間駆動タスク１５０を実行する制御部および／または制御装置が複数存在していてもよいし、イベント駆動タスク１６０を実行する制御部および／または制御装置が複数存在していてもよい。
【0100】
その結果、３つ以上の制御部および／または制御装置の間でデータ通信を行う場合においても、上述したようなデータ中継部１７０を採用することで、同様の処理を実現できる。
【0101】
本明細書において、「制御システム」との用語は、１または複数の制御装置からなる構成を包含する。すなわち、図３に示すように、単一の制御装置１００が時間駆動タスク１５０およびイベント駆動タスク１６０を実行する構成例においては、単一の制御装置１００が制御システムに相当する。また、図８に示すように、複数の制御装置１００からなる構成例においては、複数の制御装置１００が制御システムに相当する。
【0102】
＜Ｇ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
【0103】
［構成１］
第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部（１３２）と、
第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部（１４２）と、
データ通信に用いられる通信路（１８２；２）と、
前記第１処理実行部と前記通信路との間に配置された第１データ中継部（１７０－１）と、
前記第２処理実行部と前記通信路との間に配置された第２データ中継部（１７０－２）とを備え、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１データ中継部に送信し（８２，８４）、
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納する（８４，８６）、制御システム。
第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部（１３２）と、
第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部（１４２）と、
データ通信に用いられる通信路（１８２；２）と、
前記第１処理実行部と前記通信路との間に配置された第１データ中継部（１７０－１）と、
前記第２処理実行部と前記通信路との間に配置された第２データ中継部（１７０－２）とを備え、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１データ中継部に送信し（８２，８４）、
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納する（８４，８６）、制御システム。
【0104】
［構成２］
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第２データ中継部に送信し（７２，７４）、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が前記第１データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第１データ中継部からのデータを格納する（７４，７６）、構成１に記載の制御システム。
前記第１データ中継部は、前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第２データ中継部に送信し（７２，７４）、
前記第２データ中継部は、前記第２処理実行部が前記第１データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第１データ中継部からのデータを格納する（７４，７６）、構成１に記載の制御システム。
【0105】
［構成３］
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記第１処理実行部が出力するデータを格納するための第１メッセージキュー（１７１）と、前記第２処理実行部が出力するデータを格納するための第２メッセージキュー（１７２）とを含む、構成２に記載の制御システム。
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記第１処理実行部が出力するデータを格納するための第１メッセージキュー（１７１）と、前記第２処理実行部が出力するデータを格納するための第２メッセージキュー（１７２）とを含む、構成２に記載の制御システム。
【0106】
［構成４］
前記第１データ中継部は、前記第１メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第２データ中継部の前記第１メッセージキューに反映し（７４）、
前記第２データ中継部は、前記第２メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第１データ中継部の前記第２メッセージキューに反映する（８４）、構成３に記載の制御システム。
前記第１データ中継部は、前記第１メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第２データ中継部の前記第１メッセージキューに反映し（７４）、
前記第２データ中継部は、前記第２メッセージキューにデータが格納されると、当該格納されたデータを前記第１データ中継部の前記第２メッセージキューに反映する（８４）、構成３に記載の制御システム。
【0107】
［構成５］
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、通信ミドルウェアである、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、通信ミドルウェアである、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【0108】
［構成６］
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記通信路を介したデータ通信を担当するドライバ（１２４）を利用する、構成５に記載の制御システム。
前記第１データ中継部および前記第２データ中継部の各々は、前記通信路を介したデータ通信を担当するドライバ（１２４）を利用する、構成５に記載の制御システム。
【0109】
［構成７］
前記第１処理実行部および前記第２処理実行部は、単一の制御装置（１００）に含まれる、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
前記第１処理実行部および前記第２処理実行部は、単一の制御装置（１００）に含まれる、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【0110】
［構成８］
前記第１処理実行部は、第１制御装置（１００－１）に含まれ、
前記第２処理実行部は、第２制御装置（１００－２）に含まれる、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
前記第１処理実行部は、第１制御装置（１００－１）に含まれ、
前記第２処理実行部は、第２制御装置（１００－２）に含まれる、構成１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
【0111】
［構成９］
第１処理実行部（１３２）が、第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行するステップと、
第２処理実行部（１４２）が、第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行するステップと、
前記第２処理実行部と通信路（１８２；２）との間に配置された第２データ中継部（１７０－２）が、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部（１７０－１）に送信するステップ（８２，８４）と、
前記第１データ中継部が、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納するステップ（８４，８６）とを備える、処理方法。
第１処理実行部（１３２）が、第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行するステップと、
第２処理実行部（１４２）が、第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行するステップと、
前記第２処理実行部と通信路（１８２；２）との間に配置された第２データ中継部（１７０－２）が、前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記第１処理実行部と通信路との間に配置された第１データ中継部（１７０－１）に送信するステップ（８２，８４）と、
前記第１データ中継部が、前記第１処理実行部が前記第２データ中継部からのデータにアクセスできるように、前記第２データ中継部からのデータを格納するステップ（８４，８６）とを備える、処理方法。
【0112】
［構成１０］
コンピュータ（１００）に、
第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部（１３２）と第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部（１４２）との間のデータ通信に用いられる通信路（１８２；２）、に接続されたデータ中継部（１８２）を構成するステップと、
前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップ（７２，７４；８２，８４）と、
前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記他のデータ中継部に送信するステップ（７４；８４）とを実行させる、データ中継プログラム。
コンピュータ（１００）に、
第１プログラム（１２５）を予め定められた周期毎に実行する第１処理実行部（１３２）と第２プログラム（１２６）を予め定められた条件が成立する毎に実行する第２処理実行部（１４２）との間のデータ通信に用いられる通信路（１８２；２）、に接続されたデータ中継部（１８２）を構成するステップと、
前記第１処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを他のデータ中継部に送信するステップ（７２，７４；８２，８４）と、
前記第２処理実行部が出力するデータを受け取り、当該受け取ったデータを前記他のデータ中継部に送信するステップ（７４；８４）とを実行させる、データ中継プログラム。
【0113】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0114】
１ 産業システム、２ 産業用ネットワーク、４ コンベア、６ ワーク、１０ デバイス群、１２ リモートＩ／Ｏ装置、１４ リレー群、１６ サーボドライバ、１８ サーボモータ、２０ ロボット、２２ カメラ、２４ フラッシュ、６０ イベント、１００ 制御装置、１０２ プロセッサ、１０４ 主記憶装置、１０６ 入力部、１０８ 出力部、１１０，１１２ ネットワークコントローラ、１２０ ストレージ、１２１ ＯＳ、１２２ ハイパーバイザプログラム、１２３ デプロイマネジャプログラム、１２４ ドライバ、１２５ 時間駆動プログラム、１２６ イベント駆動プログラム、１２７ データ中継プログラム、１３０ 第１制御部、１３２ 第１処理実行部、１４０ 第２制御部、１４２ 第２処理実行部、１５０ 時間駆動タスク、１５１ 演算処理、１５２ 出力処理、１５３ 入力処理、１６０ イベント駆動タスク、１７０ データ中継部、１７１，１７２ メッセージキュー、１７３，１７４ インターフェイス、１８０ ハイパーバイザ、１８２ 仮想内部バス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】